JP2008025706A - Hydraulic control circuit for working machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic control circuit for working machines whose usability is excellent in a simple structure, and whose energy efficiency is high. <P>SOLUTION: This hydraulic control circuit includes: a variable delivery pump 7; a regenerative circuit 23 which branches out from an oil passage between the exhaust side of a boom cylinder 1 operated by a hydraulic fluid supplied from the pump 7 through a boom control valve 5, and a flow control valve 10 changing the amount of flow of the exhaust side, and which communicates with the discharge side of the pump; a pressure sensor 15 which senses the pressure of the exhaust side of the boom cylinder 1; a pressure sensor 16 which senses the discharge pressure of the pump 7; a controller 8 which controls the flow control valve 9, 10, so as to perform regeneration returning the hydraulic fluid of the exhaust side to the pump discharge side through the regeneration circuit 23 when the pressure of the exhaust side of a boom cylinder 1 is higher than the pump discharge pressure, and which controls the pump 7 so as to decrease the amount of regenerative flow from the target amount of pump delivery flow set for no regeneration performed when this regeneration is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧制御回路に関するものである。   The present invention relates to a hydraulic control circuit for a working machine such as a hydraulic excavator.

従来、油圧式の作業機械では、位置エネルギや慣性エネルギは回生されずに絞りにより熱エネルギに変換されて捨てられており、エネルギ効率が悪いという問題があった。   Conventionally, in a hydraulic work machine, potential energy and inertial energy are not regenerated but are converted into heat energy by a throttle and discarded, which has a problem of poor energy efficiency.

これに対し、例えば特許文献1の技術では、エンジンの出力軸に可変容量モータを結合し、アクチュエータの油圧エネルギをこのモータにより回生している。また、特許文献2の技術では、ブームシリンダでブーム下げ動作を行った場合に、戻り油を拡大再生弁を通してブームシリンダと共通のポンプを使用する他のアクチュエータの制御系に連通させ、他のアクチュエータを増速させているものの、この技術は必ずしもエネルギ効率の向上を図るものではない。さらに、特許文献3の技術では、アクチュエータから排出される作動油を回生し、回生流量に応じて油圧ポンプの吐出流量を減少させることで省エネを図ることが行われている。
特開2003−120616号公報 特開2003−120604号公報 特開2004−84907号公報
On the other hand, for example, in the technique of Patent Document 1, a variable displacement motor is coupled to the output shaft of the engine, and hydraulic energy of the actuator is regenerated by this motor. Further, in the technique of Patent Document 2, when a boom lowering operation is performed with a boom cylinder, the return oil is communicated with the control system of another actuator that uses a pump common to the boom cylinder through the expansion regeneration valve. However, this technique does not necessarily improve energy efficiency. Furthermore, in the technique of Patent Document 3, energy is saved by regenerating hydraulic oil discharged from the actuator and reducing the discharge flow rate of the hydraulic pump in accordance with the regenerative flow rate.
JP 2003-120616 A JP 2003-120604 A JP 2004-84907 A

上記特許文献1の技術では、エンジンの出力軸に可変容量モータを新たに結合させる必要があり、構造が複雑になるとともに、可変容量モータの設置スペースが必要となりレイアウトが難しくなるといった問題があった。   In the technique of the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary to newly connect a variable capacity motor to the output shaft of the engine, and there is a problem that the structure becomes complicated and the installation space for the variable capacity motor is required and the layout becomes difficult. .

また、他のアクチュエータを増速させたくない場合もあるが、上記特許文献2の技術では、そのような場合には戻り油の流量が過大となる結果、当該他のアクチュエータの速度が変化し、操作性が悪化するといった問題があった。   In addition, there is a case where it is not desired to increase the speed of other actuators. However, in the technique disclosed in Patent Document 2, in such a case, the flow rate of the return oil is excessive, resulting in a change in speed of the other actuators. There was a problem that the operability deteriorated.

なお、上記特許文献2の技術を、旋回モータに適用したとすると、上記問題に加えてさらなる問題があった。すなわち、通常旋回モータの出入口ポートにはリリーフ弁が設置されているため、回生操作において旋回操作レバーを急に戻して急制動をかけた場合、旋回モータからの作動油のリターン圧がリリーフ圧まで上昇し、上記リリーフ弁が作動することがある。このような場合、減速時の慣性エネルギはリリーフ弁の圧力損失として消費されてしまうため、回生できる慣性エネルギが減少してしまうといった問題があった。   In addition, if the technique of the said patent document 2 was applied to the turning motor, there existed a further problem in addition to the said problem. In other words, since a relief valve is usually installed at the entrance / exit port of the swing motor, when the swing operation lever is suddenly returned and sudden braking is applied during regenerative operation, the return pressure of the hydraulic oil from the swing motor is reduced to the relief pressure. As a result, the relief valve may operate. In such a case, the inertia energy at the time of deceleration is consumed as a pressure loss of the relief valve, so that there is a problem that the inertia energy that can be regenerated is reduced.

さらに、上記特許文献3の技術では、単一のアクチュエータについて回生を行うようにしているため、例えば、このアクチュエータが減速している状況下では、このアクチュエータに対して要求される作動油の供給量が少量であるため、回生に利用できる流量が少量となる結果、減速時の回生による省エネ効果がほとんど得られなかった。   Further, in the technique of Patent Document 3 above, regeneration is performed for a single actuator. For example, when the actuator is decelerating, the amount of hydraulic oil required for the actuator is supplied. As a result, the amount of flow that can be used for regeneration is small, resulting in almost no energy saving effect due to regeneration during deceleration.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で操作性に優れかつエネルギ効率のよい作業機械の油圧制御回路を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a hydraulic control circuit for a work machine having a simple structure, excellent operability, and high energy efficiency.

本発明は、可変容量式ポンプと、このポンプから供給される作動油により作動する複数のアクチュエータと、上記アクチュエータの排出側の流量を変化させる流量可変手段と、コントローラとを備えた作業機械の油圧制御回路において、上記アクチュエータの排出側と上記流量可変手段との間の油路から分岐してポンプ吐出側に連通する回生回路を設け、上記コントローラは、上記アクチュエータの排出側の圧力がポンプ吐出圧よりも高い場合に、この排出側の作動油を上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻して回生を行うように上記流量可変手段を制御する第1制御手段と、この回生を行う場合に、回生を行わないときに上記複数のアクチュエータへの供給流量の和として設定される目標ポンプ吐出流量から上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を減じるように上記ポンプを制御する第2制御手段とを備えたことを特徴とするものである。   The present invention relates to a hydraulic pressure of a work machine including a variable displacement pump, a plurality of actuators that are operated by hydraulic oil supplied from the pump, a flow rate varying unit that changes a flow rate on the discharge side of the actuator, and a controller. In the control circuit, a regenerative circuit is provided which branches from an oil passage between the discharge side of the actuator and the flow rate varying means and communicates with the pump discharge side. The first control means for controlling the flow rate variable means so as to perform the regeneration by returning the hydraulic fluid on the discharge side to the pump discharge side through the regeneration circuit when the regeneration is performed. Pump through the regenerative circuit from the target pump discharge flow rate set as the sum of the supply flow rates to the plurality of actuators when not performed It is characterized in that a second control means for controlling the pump so as to reduce the flow rate of the hydraulic fluid returned to the outlet side.

請求項2記載の発明のように、上記コントローラは、上記目標ポンプ吐出流量から上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を減じた流量が、最小ポンプ吐出流量以下の場合に、上記第1制御手段により、上記アクチュエータの排出側の作動油を、上記目標ポンプ吐出流量から最小ポンプ吐出流量を減じた流量だけ上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻すように上記流量可変手段を制御し、上記第2制御手段により、最小ポンプ吐出流量となるように上記ポンプを制御することとしてもよい。   As in the second aspect of the invention, when the flow rate obtained by subtracting the flow rate of the hydraulic oil returned to the pump discharge side through the regeneration circuit from the target pump discharge flow rate is equal to or less than the minimum pump discharge flow rate, The flow rate variable means is controlled by the first control means so that the hydraulic oil on the discharge side of the actuator is returned to the pump discharge side through the regeneration circuit by a flow rate obtained by subtracting the minimum pump discharge flow rate from the target pump discharge flow rate, The second control means may control the pump so that the minimum pump discharge flow rate is achieved.

請求項3記載の発明のように、上記アクチュエータの排出側の圧力を検出する第1検出手段と、上記ポンプ吐出圧を検出する第2検出手段とを備え、上記コントローラは、両検出値に基づいて上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を推定する推定手段を備えたこととしてもよい。   According to a third aspect of the present invention, the apparatus includes first detection means for detecting the pressure on the discharge side of the actuator and second detection means for detecting the pump discharge pressure, and the controller is based on both detection values. It is also possible to provide estimation means for estimating the flow rate of hydraulic fluid returned to the pump discharge side through the regenerative circuit.

請求項4記載の発明のように、作業機械は、上記アクチュエータとしてブーム下げ用油圧シリンダを備えた建設機械であることとしてもよい。   According to a fourth aspect of the present invention, the work machine may be a construction machine provided with a boom lowering hydraulic cylinder as the actuator.

請求項5記載の発明のように、作業機械は、上記アクチュエータとして旋回用油圧モータを備えた建設機械であって、この旋回用油圧モータの出入口ポートにそれぞれリリーフ弁を備えるとともに、最大リターン流量が上記リリーフ弁に流れた場合のリリーフ圧より低い設定圧力を設け、上記コントローラは、上記設定圧力よりもリターン側圧力が高くなった場合に、この設定圧力とリリーフ圧との偏差に対して上記流量可変手段をフィードバック制御する第3制御手段を備えたこととしてもよい。   According to a fifth aspect of the present invention, the work machine is a construction machine provided with a turning hydraulic motor as the actuator, and has a relief valve at each of the inlet / outlet ports of the turning hydraulic motor and a maximum return flow rate. A set pressure lower than the relief pressure when flowing into the relief valve is provided, and the controller controls the flow rate with respect to the deviation between the set pressure and the relief pressure when the return side pressure becomes higher than the set pressure. A third control unit that feedback-controls the variable unit may be provided.

本発明によれば、アクチュエータの排出側の圧力がポンプ吐出圧よりも高い場合に、この排出側の作動油を回生回路を通してポンプ吐出側に戻して回生が行われるように流量可変手段が制御されるとともに、この回生が行われる場合に、回生が行われないときに設定される目標ポンプ吐出量から回生流量が減じられるようにポンプが制御されるので、簡単な構造により、アクチュエータの排出側の作動油を回生し、回生された流量だけポンプ吐出量を減少させることで、ポンプの仕事量を低減させてエネルギ効率を向上させることができる。   According to the present invention, when the pressure on the discharge side of the actuator is higher than the pump discharge pressure, the flow rate variable means is controlled so that regeneration is performed by returning the discharge side hydraulic fluid to the pump discharge side through the regeneration circuit. In addition, when this regeneration is performed, the pump is controlled so that the regenerative flow rate is subtracted from the target pump discharge rate that is set when regeneration is not performed. By regenerating the hydraulic oil and reducing the pump discharge amount by the regenerated flow rate, the work amount of the pump can be reduced and the energy efficiency can be improved.

また、本発明によれば、排出側に回生回路が設けられたアクチュエータが減速を行う際の減速エネルギーを回生し、これとは別のアクチュエータの駆動にこの回生された減速エネルギーを使用することで、アクチュエータ減速時についても省エネを図ることができる。   Further, according to the present invention, the actuator provided with the regenerative circuit on the discharge side regenerates deceleration energy when decelerating, and the regenerated deceleration energy is used to drive another actuator. In addition, energy can be saved even when the actuator is decelerated.

しかし、例えば流量可変手段を全閉してアクチュエータの吐出側の作動油の全量を回生回路に流すと回生流量が多くなり、ポンプ吐出流量を最小にしてもその吐出量が上回ることがある。その場合には、ポンプ吐出流量を回生流量だけ減少させることができなくなるといった不具合がある。これに対し、請求項2記載の発明によれば、回生を行わないときに設定される目標ポンプ吐出流量から回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を減じた流量が、最小ポンプ吐出流量以下の場合に、アクチュエータの排出側の作動油を、上記目標ポンプ吐出流量から最小ポンプ吐出流量を減じた流量だけ上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻すように流量可変手段が制御され、最小ポンプ吐出流量となるようにポンプが制御されるので、最小ポンプ吐出流量を確保しつつ、アクチュエータの排出側の作動油を回生させることで、ポンプの仕事量を低減させてエネルギ効率を向上させることができる。   However, for example, if the flow rate varying means is fully closed and the entire amount of hydraulic fluid on the discharge side of the actuator is allowed to flow through the regenerative circuit, the regenerative flow rate increases, and even if the pump discharge flow rate is minimized, the discharge amount may exceed. In that case, there is a problem that the pump discharge flow rate cannot be reduced by the regenerative flow rate. On the other hand, according to the second aspect of the invention, the flow rate obtained by subtracting the flow rate of the hydraulic fluid returned to the pump discharge side through the regeneration circuit from the target pump discharge flow rate set when the regeneration is not performed is the minimum pump discharge rate. When the flow rate is less than the flow rate, the flow rate variable means is controlled so that the hydraulic fluid on the discharge side of the actuator is returned to the pump discharge side through the regenerative circuit by the flow rate obtained by subtracting the minimum pump discharge flow rate from the target pump discharge flow rate. Since the pump is controlled to achieve the discharge flow rate, it is possible to reduce the work of the pump and improve the energy efficiency by regenerating the hydraulic oil on the discharge side of the actuator while ensuring the minimum pump discharge flow rate. it can.

請求項3記載の発明によれば、アクチュエータの排出側の圧力検出値と、ポンプ吐出圧検出値とに基づいて回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量が推定されるので、回生回路への流量計等の設置が不要となり簡単な構成となる。   According to the third aspect of the present invention, the flow rate of the hydraulic fluid returned to the pump discharge side through the regenerative circuit is estimated based on the pressure detection value on the discharge side of the actuator and the pump discharge pressure detection value. The installation of a flow meter or the like is not necessary, and the configuration is simple.

請求項4記載の発明によれば、ブーム下げ時の位置エネルギを回生し、省エネルギ効果が得られる。   According to the fourth aspect of the invention, the potential energy when the boom is lowered is regenerated, and an energy saving effect is obtained.

請求項5記載の発明によれば、リリーフ弁を通過する流量が減少し、リリーフ弁の圧力損失により消費される慣性エネルギが減少する結果、回生可能なエネルギが増大し、省エネルギ効果が得られる。   According to the fifth aspect of the invention, the flow rate passing through the relief valve is reduced, and the inertial energy consumed by the pressure loss of the relief valve is reduced. As a result, the energy that can be regenerated is increased, and an energy saving effect is obtained. .

以下、作業機械として油圧ショベルを例にとって説明する。油圧ショベルにおいては、ブーム、アーム、バケット用アクチュエータとして油圧シリンダを使用し、旋回用アクチュエータとして油圧モータを使用している。このうち、特にブームについては、ブームを持ち上げた際の位置エネルギが大きく、これをブーム下げ動作において、回生可能である。また、旋回については、回転慣性が大きいため、旋回減速時のエネルギ回生を行うことが可能である。以下、それぞれの回生を行う場合の最良の形態について説明する。   Hereinafter, a hydraulic excavator will be described as an example of a work machine. In hydraulic excavators, hydraulic cylinders are used as boom, arm, and bucket actuators, and hydraulic motors are used as turning actuators. Among these, especially the boom has a large potential energy when the boom is lifted, and this can be regenerated in the boom lowering operation. In addition, since the rotational inertia is large for turning, it is possible to perform energy regeneration during turning deceleration. Hereinafter, the best mode when performing each regeneration will be described.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1に係る油圧ショベルの油圧制御回路の全体構成図、図2は図1のコントローラの機能ブロック図である。なお、本実施形態1は、ブーム下げ動作時における回生制御の例を示したものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hydraulic control circuit of a hydraulic excavator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a functional block diagram of the controller of FIG. The first embodiment shows an example of regenerative control during the boom lowering operation.

図1において、7は可変容量式ポンプ、1はポンプ7から供給される作動油により駆動されるアクチュエータとしてのブームシリンダ(ブーム下げ用油圧シリンダに相当する。)、2はバケットシリンダである。3はブームシリンダ1の速度をオペレータが操作するためのブーム操作レバー、4はバケットシリンダ2の速度をオペレータが操作するためのバケット操作レバーである。5はブームシリンダ1への供給流量を制御するブームコントロールバルブ、6はバケットシリンダ2への供給流量を制御するバケットコントロールバルブである。8はコントローラ、9,10は流量調整弁、11〜16は圧力センサ、17はポンプ7のレギュレータ、24はチェック弁である。   In FIG. 1, 7 is a variable displacement pump, 1 is a boom cylinder (corresponding to a boom lowering hydraulic cylinder) as an actuator driven by hydraulic oil supplied from the pump 7, and 2 is a bucket cylinder. 3 is a boom operation lever for the operator to operate the speed of the boom cylinder 1, and 4 is a bucket operation lever for the operator to operate the speed of the bucket cylinder 2. Reference numeral 5 denotes a boom control valve that controls the supply flow rate to the boom cylinder 1, and reference numeral 6 denotes a bucket control valve that controls the supply flow rate to the bucket cylinder 2. 8 is a controller, 9 and 10 are flow control valves, 11 to 16 are pressure sensors, 17 is a regulator of the pump 7, and 24 is a check valve.

このうち流量調整弁9は、ブームシリンダ1とブームコントロールバルブ5とを連通する配管22と、ポンプ7の吐出側配管21とをさらに連通する配管(回生回路に相当する。)23上に設けられて、開口面積を変化させることで回生流量を調整する。   Among these, the flow rate adjusting valve 9 is provided on a pipe (corresponding to a regenerative circuit) 23 that further communicates a pipe 22 that connects the boom cylinder 1 and the boom control valve 5 and a discharge side pipe 21 of the pump 7. The regenerative flow rate is adjusted by changing the opening area.

流量調整弁10は、流量可変手段に相当し、ブームコントロールバルブ5のメータアウトとタンク20との間に設置されて、開口面積を変化させることでブームシリンダ1の排出側の圧力を制御するメータアウト制御弁として機能するとともに、上記流量調整弁10と協働して回生流量を調整する。   The flow rate adjusting valve 10 corresponds to a flow rate varying means and is installed between the meter-out of the boom control valve 5 and the tank 20 and controls the pressure on the discharge side of the boom cylinder 1 by changing the opening area. While functioning as an out control valve, the regenerative flow rate is adjusted in cooperation with the flow rate adjustment valve 10.

圧力センサ15は、第1検出手段に相当し、配管22に設けられてブームシリンダ1の排出側の圧力を検出する。圧力センサ16は、第2検出手段に相当し、配管21に設けられてポンプ吐出圧を検出する。   The pressure sensor 15 corresponds to first detection means, and is provided in the pipe 22 to detect the pressure on the discharge side of the boom cylinder 1. The pressure sensor 16 corresponds to second detection means, and is provided in the pipe 21 to detect the pump discharge pressure.

そして、ブーム操作レバー3の操作量はリモコン弁18によりパイロット圧に変換されてブームコントロールバルブ5に伝達されるとともに、圧力センサ11,12により検出されたパイロット圧がコントローラ8に入力され、バケット操作レバー4の操作量はリモコン弁19によりパイロット圧に変換されてバケットコントロールバルブ6に伝達されるとともに、圧力センサ13,14により検出されたパイロット圧がコントローラ8に入力されるようになっている。   Then, the operation amount of the boom operation lever 3 is converted into a pilot pressure by the remote control valve 18 and transmitted to the boom control valve 5, and the pilot pressure detected by the pressure sensors 11 and 12 is input to the controller 8 for bucket operation. The operation amount of the lever 4 is converted into a pilot pressure by the remote control valve 19 and transmitted to the bucket control valve 6, and the pilot pressure detected by the pressure sensors 13 and 14 is input to the controller 8.

コントローラ8は、図2に示すように、判定部81と、第1比較部82と、推定手段としての推定部83及び演算部84と、第1制御手段としての第1制御部86aと、第2制御手段としての第2制御部86bとを備えており、各部81〜86bは、例えば各種プログラムが図示しないCPUに読み込まれて実行されることにより、コントローラ内に構築されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the controller 8 includes a determination unit 81, a first comparison unit 82, an estimation unit 83 and an operation unit 84 as estimation units, a first control unit 86a as a first control unit, And a second control unit 86b as two control means. Each unit 81 to 86b is configured in the controller by, for example, reading and executing various programs by a CPU (not shown). .

このうち判定部81は、ブーム操作レバー3により発生するパイロット圧Piの圧力センサ11,12の検出値に基づいてブームシリンダ1の動作方向を判定する。   Among these, the determination part 81 determines the operation direction of the boom cylinder 1 based on the detected values of the pressure sensors 11 and 12 of the pilot pressure Pi generated by the boom operation lever 3.

第1比較部82は、圧力センサ15により検出されるブームシリンダ1の排出側の圧力Prと、圧力センサ16により検出されるポンプ7の吐出側の圧力Ppとを比較する。   The first comparison unit 82 compares the pressure Pr on the discharge side of the boom cylinder 1 detected by the pressure sensor 15 with the pressure Pp on the discharge side of the pump 7 detected by the pressure sensor 16.

推定部83は、上記第1比較部82による比較の結果、圧力Prが圧力Ppよりも高い場合には、両圧力Pr,Ppに基づいて回生回路23を流れる作動油の最大流量(最大回生流量)Qrvmaxを推定する。   When the pressure Pr is higher than the pressure Pp as a result of the comparison by the first comparison unit 82, the estimation unit 83 determines the maximum flow rate of the hydraulic oil that flows through the regenerative circuit 23 based on both the pressures Pr and Pp (the maximum regenerative flow rate). ) Estimate Qrvmax.

演算部84は、回生を行わない場合のポンプ7の吐出流量指令値(回生を行わないときに設定される目標ポンプ吐出流量)Qp1から最大回生流量Qrvmaxを減じた流量Qp2を演算する。   The calculation unit 84 calculates a flow rate Qp2 obtained by subtracting the maximum regenerative flow rate Qrvmax from the discharge flow rate command value of the pump 7 when regeneration is not performed (a target pump discharge flow rate set when regeneration is not performed) Qp1.

第2比較部85は、流量Qp2と最小ポンプ吐出流量Qpminとを比較する。   The second comparison unit 85 compares the flow rate Qp2 with the minimum pump discharge flow rate Qpmin.

第1制御部86aは、流量制御弁9,10の開度制御を行い、第2制御部86bは、ポンプ7の流量制御を行う。すなわち、上記第2比較部85による比較の結果、流量Qp2が最小ポンプ吐出流量Qpminよりも大きい場合には、第2制御部86bは、ポンプ吐出流量指令値を流量Qp2としてレギュレータ17に指令を発してポンプ7の傾転角を制御し、第1制御手段86aは、流量調整弁9を全開、流量調整弁10を全閉として全量回生を行う。   The first control unit 86 a performs opening control of the flow control valves 9 and 10, and the second control unit 86 b performs flow control of the pump 7. That is, when the flow rate Qp2 is larger than the minimum pump discharge flow rate Qpmin as a result of the comparison by the second comparison unit 85, the second control unit 86b issues a command to the regulator 17 with the pump discharge flow rate command value as the flow rate Qp2. Then, the tilt angle of the pump 7 is controlled, and the first control means 86a performs full amount regeneration with the flow rate adjusting valve 9 fully opened and the flow rate adjusting valve 10 fully closed.

一方、流量Qp2が最小ポンプ吐出流量Qpminよりも小さい場合には、第2制御部86bは、ポンプ吐出流量指令値を最小ポンプ吐出流量Qpminとしてレギュレータ17に指令を発してポンプ7の傾転角を制御し、第1制御部86aは、流量調整弁9の開度をArv、流量調整弁10の開度をAmoとして部分回生を行う。両開度Arv,Amoについては後述する。   On the other hand, when the flow rate Qp2 is smaller than the minimum pump discharge flow rate Qpmin, the second control unit 86b issues a command to the regulator 17 with the pump discharge flow rate command value as the minimum pump discharge flow rate Qpmin to set the tilt angle of the pump 7. The first control unit 86a performs partial regeneration with the opening degree of the flow rate adjustment valve 9 as Arv and the opening degree of the flow rate adjustment valve 10 as Amo. Both opening degrees Arv and Amo will be described later.

図3は本油圧制御回路の動作を示すフローチャートである。以下、本油圧制御回路の動作について説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the hydraulic control circuit. Hereinafter, the operation of the hydraulic control circuit will be described.

図3において、ブーム操作レバー3により発生するパイロット圧Piを圧力センサ11,12により検出し、この検出値をコントローラ8に入力すると、判定部81がブームシリンダ1の動作方向を判定する(ステップS1)。ここでは、圧力センサ12で検出される圧力Pi1が正圧に上昇した場合、ブームシリンダ1は配管25側が供給側配管になり、配管22がリターン側配管となると判定する。   In FIG. 3, when the pilot pressure Pi generated by the boom operation lever 3 is detected by the pressure sensors 11 and 12 and the detected value is input to the controller 8, the determination unit 81 determines the operation direction of the boom cylinder 1 (step S1). ). Here, when the pressure Pi1 detected by the pressure sensor 12 increases to a positive pressure, the boom cylinder 1 determines that the pipe 25 side is the supply side pipe and the pipe 22 is the return side pipe.

ついで、配管22がリターン側配管となると判定された場合において(ステップS1でYes)、第1比較部82は、圧力センサ15で検出したリターン圧検出値Prと、圧力センサ16で検出したポンプ圧検出値Ppとを比較する(ステップS2)。そして、リターン圧検出値Prがポンプ圧検出値Ppよりも高い場合には(ステップS2でYes)、後述する回生制御を行う。一方、配管22がリターン側配管とならないと判定された場合(ステップS1でNo)、及び、リターン圧検出値Prがポンプ圧検出値Ppよりも低い場合においては(ステップS2でNo)、回生制御を行うことなく、ステップS1に戻る(ステップS3)。   Next, when it is determined that the pipe 22 is a return side pipe (Yes in step S1), the first comparison unit 82 detects the return pressure detection value Pr detected by the pressure sensor 15 and the pump pressure detected by the pressure sensor 16. The detected value Pp is compared (step S2). When the return pressure detection value Pr is higher than the pump pressure detection value Pp (Yes in step S2), regenerative control described later is performed. On the other hand, when it is determined that the pipe 22 is not a return side pipe (No in Step S1), and when the return pressure detection value Pr is lower than the pump pressure detection value Pp (No in Step S2), regenerative control is performed. The process returns to step S1 without performing (step S3).

前記回生制御においては、まず推定部83が、流量制御弁9の最大開口面積Arvmaxより、次式を用いて最大回生流量Qrvmaxを演算する(ステップS4)。   In the regenerative control, first, the estimating unit 83 calculates the maximum regenerative flow rate Qrvmax from the maximum opening area Arvmax of the flow control valve 9 using the following equation (step S4).

Qrvmax=Cv・Arvmax・√(2g(Pr−Pp)/γ)・・・(1)
ここで、Cvは流量係数、gは重力加速度、γは作動油の密度である。
Qrvmax = Cv · Arvmax · √ (2 g (Pr−Pp) / γ) (1)
Here, Cv is a flow coefficient, g is a gravitational acceleration, and γ is a density of hydraulic oil.

さらに、演算部84は、回生を行わない場合の可変容量ポンプ吐出流量指令値Qp1に対して、最大回生流量Qrvmaxを減じた流量Qp2(=Qp1−Qrvmax)を求める(ステップS5)。   Further, the calculation unit 84 obtains a flow rate Qp2 (= Qp1−Qrvmax) obtained by subtracting the maximum regenerative flow rate Qrvmax from the variable displacement pump discharge flow rate command value Qp1 when regeneration is not performed (step S5).

第2比較部85は、流量Qp2と最小ポンプ吐出流量Qpminとを大小比較する(ステップS6)。   The second comparison unit 85 compares the flow rate Qp2 with the minimum pump discharge flow rate Qpmin (Step S6).

そして、第2比較部85の比較結果、流量Qp2が最小ポンプ吐出流量Qpminを超えている場合には(ステップS6でYes)、第1制御部86aと第2制御部86bとで、リターン流量の全量回生を行う(ステップS7)。この場合、第2制御部86bが、流量Qp2を新たなポンプ吐出流量指令値としてレギュレータ17に指令を発することによりポンプ7の傾転角を制御するとともに、第1制御部86aが、流量制御弁10を全閉とし、流量制御弁9を全開となるように制御する。しかる後にステップS1に戻る。   When the flow rate Qp2 exceeds the minimum pump discharge flow rate Qpmin as a result of comparison by the second comparison unit 85 (Yes in step S6), the first control unit 86a and the second control unit 86b perform the return flow rate. Full amount regeneration is performed (step S7). In this case, the second control unit 86b controls the tilt angle of the pump 7 by issuing a command to the regulator 17 with the flow rate Qp2 as a new pump discharge flow rate command value, and the first control unit 86a includes a flow control valve. 10 is fully closed, and the flow control valve 9 is controlled to be fully open. Thereafter, the process returns to step S1.

しかし、上記のようにブームシリンダ1の排出流量の全量を回生回路23に流すと回生流量が多くなり、ポンプ吐出流量を最小にしてもその吐出量が上回ることがある。その場合には、ポンプ吐出流量を回生流量だけ減少させることができなくなるといった不具合がある。そこで、第2比較部85の比較結果、流量Qp2が最小ポンプ吐出流量Qpmin以下となっている場合には(ステップS6でNo)、第1制御部86aと第2制御部86bとで、リターン流量の部分回生を行う(ステップS8)。この場合、第2制御部86bが、ポンプ吐出流量指令値をQminとしてレギュレータ17に指令を発してポンプ7の傾転角を制御するとともに、回生流量目標値Qrv=Qp1−Qminを演算する。ついで、第1制御部86aが、流量制御弁9の開口面積制御目標値Arvを次式のように計算する。   However, if the entire discharge flow rate of the boom cylinder 1 is passed through the regenerative circuit 23 as described above, the regenerative flow rate increases, and the discharge rate may exceed even if the pump discharge flow rate is minimized. In that case, there is a problem that the pump discharge flow rate cannot be reduced by the regenerative flow rate. Therefore, if the flow rate Qp2 is equal to or lower than the minimum pump discharge flow rate Qpmin as a comparison result of the second comparison unit 85 (No in step S6), the first control unit 86a and the second control unit 86b return the return flow rate. The partial regeneration is performed (step S8). In this case, the second controller 86b issues a command to the regulator 17 with the pump discharge flow rate command value as Qmin to control the tilt angle of the pump 7, and calculates the regenerative flow rate target value Qrv = Qp1-Qmin. Next, the first control unit 86a calculates the opening area control target value Arv of the flow control valve 9 as in the following equation.

Arv=Qrv/(Cv√(2g(Pr−Pp)/γ))・・・(2)
さらに、第1制御部86aが、流量制御弁10の開口面積制御目標値Amoを、次のように求める。まず、パイロット圧検出値よりブームシリンダ1の目標速度Va1を求める。ブームシリンダ1の排出流量Qrはシリンダヘッド側断面積AhとVa1より、Qr=Ah・Va1とすることで求まる。
Arv = Qrv / (Cv√ (2 g (Pr−Pp) / γ)) (2)
Further, the first controller 86a obtains the opening area control target value Amo of the flow control valve 10 as follows. First, the target speed Va1 of the boom cylinder 1 is obtained from the pilot pressure detection value. The discharge flow rate Qr of the boom cylinder 1 is obtained by setting Qr = Ah · Va1 from the cylinder head side sectional area Ah and Va1.

この結果、流量制御弁10の流量は次式により求められる。   As a result, the flow rate of the flow control valve 10 is obtained by the following equation.

Qmo=Qr−Qrv・・・(3)
Amo=Qmo/(Cv√(2g・Pr/γ))・・・(4)
そして、第1制御部86aが、流量制御弁9を上記開口面積目標値Arvとなるように制御するとともに、流量制御弁10を上記開口面積目標値Amoとなるように制御する。しかる後にステップS1に戻る。
Qmo = Qr−Qrv (3)
Amo = Qmo / (Cv√ (2 g · Pr / γ)) (4)
Then, the first controller 86a controls the flow rate control valve 9 so as to become the opening area target value Arv, and controls the flow rate control valve 10 so as to become the opening area target value Amo. Thereafter, the process returns to step S1.

以上のようにして、ブームシリンダ1の排出側流量をポンプ7の吐出側に回生させることにより、回生流量分だけポンプ流量をカットすることができる。このため、ポンプ7を駆動する動力を削減し、省エネルギを図ることができる。   By regenerating the discharge side flow rate of the boom cylinder 1 to the discharge side of the pump 7 as described above, the pump flow rate can be cut by the regenerative flow rate. For this reason, the power which drives the pump 7 can be reduced and energy saving can be aimed at.

また、回生流量に応じてポンプ流量を減少させているので、負荷の大小等により回生流量が変動した場合でも、これによってバケットシリンダ2の速度が影響されないため、操作性を向上させることができる。   Further, since the pump flow rate is reduced according to the regenerative flow rate, even when the regenerative flow rate varies due to the magnitude of the load or the like, the speed of the bucket cylinder 2 is not affected by this, so that the operability can be improved.

さらに、排出側に配管23が設けられたブームシリンダ1が減速を行う際の減速エネルギーを回生し、これとは別のバケットシリンダ2の駆動にこの回生された減速エネルギーを使用することで、ブームシリンダ1の減速時についても省エネを図ることができる。   Further, the boom cylinder 1 provided with the pipe 23 on the discharge side regenerates deceleration energy when decelerating, and by using this regenerated deceleration energy for driving the bucket cylinder 2 different from this, the boom cylinder 1 is used. Energy can be saved even when the cylinder 1 is decelerated.

(実施形態2)
図4は本発明の実施形態2に係る油圧ショベルの油圧制御回路の全体構成図、図5は図4のコントローラの機能ブロック図である。なお、本実施形態2は、旋回減速時における回生制御の例を示すものである。
(Embodiment 2)
4 is an overall configuration diagram of a hydraulic control circuit of a hydraulic excavator according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 5 is a functional block diagram of the controller of FIG. The second embodiment shows an example of regenerative control during turning deceleration.

図4において、37は可変容量式ポンプ、30はこのポンプ37から供給される作動油により駆動されるアクチュエータとしての旋回モータ(旋回用油圧モータに相当する。)、31はアームシリンダ、32a,32bはリリーフ弁である。33は旋回モータ30の旋回動作をオペレータが操作するための旋回操作レバー、34はアームシリンダ31の速度をオペレータが操作するためのアーム操作レバーである。35は旋回モータ30への供給流量を制御する旋回コントロールバルブ、36はアームシリンダ31への供給流量を制御するアームコントロールバルブである。38はコントローラ、39,40は流量調整弁、41〜46は圧力センサ、47はポンプ37のレギュレータ、54はチェック弁である。   In FIG. 4, 37 is a variable displacement pump, 30 is a turning motor (corresponding to a turning hydraulic motor) as an actuator driven by hydraulic oil supplied from the pump 37, 31 is an arm cylinder, 32a, 32b. Is a relief valve. Reference numeral 33 denotes a turning operation lever for the operator to operate the turning operation of the turning motor 30, and 34 denotes an arm operation lever for the operator to operate the speed of the arm cylinder 31. Reference numeral 35 denotes a swing control valve that controls the supply flow rate to the swing motor 30, and reference numeral 36 denotes an arm control valve that controls the supply flow rate to the arm cylinder 31. Reference numeral 38 is a controller, 39 and 40 are flow rate adjusting valves, 41 to 46 are pressure sensors, 47 is a regulator of the pump 37, and 54 is a check valve.

このうち流量調整弁39は、旋回コントロールバルブ35のメータアウトとタンク50とを連通する配管52と、ポンプ37の吐出側配管51とをさらに連通する配管(回生回路に相当する。)53上に設けられて、開口面積を変化させることで回生流量を制御する。   Of these, the flow rate adjusting valve 39 is on a pipe (corresponding to a regenerative circuit) 53 that further communicates a pipe 52 that communicates the meter-out of the turning control valve 35 and the tank 50 and a discharge side pipe 51 of the pump 37. A regenerative flow rate is controlled by changing the opening area.

流量調整弁40は、流量可変手段に相当し、配管52に設置されて、開口面積を変化させることで旋回モータ30の排出側の圧力を制御するメータアウト制御弁として機能するとともに、上記流量調整弁39と協働して回生流量を制御する。   The flow rate adjustment valve 40 corresponds to a flow rate variable means, is installed in the pipe 52, functions as a meter-out control valve that controls the pressure on the discharge side of the swing motor 30 by changing the opening area, and the flow rate adjustment valve described above. The regenerative flow rate is controlled in cooperation with the valve 39.

圧力センサ45は、第1検出手段に相当し、配管52に設けられて旋回モータ30の排出側の圧力を検出する。圧力センサ46は、第2検出手段に相当し、配管51に設けられてポンプ吐出圧を検出する。   The pressure sensor 45 corresponds to first detection means, and is provided in the pipe 52 to detect the pressure on the discharge side of the turning motor 30. The pressure sensor 46 corresponds to the second detection means and is provided in the pipe 51 to detect the pump discharge pressure.

そして、旋回操作レバー33の操作量はリモコン弁48によりパイロット圧に変換されて旋回コントロールバルブ35に伝達されるとともに、圧力センサ41,42により検出されたパイロット圧がコントローラ38に入力され、アーム操作レバー34の操作量はリモコン弁49によりパイロット圧に変換されてアームコントロールバルブ36に伝達されるとともに、圧力センサ43,44により検出されたパイロット圧がコントローラ38に入力されるようになっている。   Then, the operation amount of the turning operation lever 33 is converted into a pilot pressure by the remote control valve 48 and transmitted to the turning control valve 35, and the pilot pressure detected by the pressure sensors 41 and 42 is input to the controller 38 to operate the arm. The operation amount of the lever 34 is converted into a pilot pressure by the remote control valve 49 and transmitted to the arm control valve 36, and the pilot pressure detected by the pressure sensors 43 and 44 is input to the controller 38.

すなわち、本実施形態2では、上記実施形態1と同様の動作を行うことにより、旋回モータ30の戻り油をポンプ吐出側に回生し、旋回モータ30と同一ポンプで駆動する例えばアームシリンダ31を駆動するためのポンプ流量を回生流量分だけカットすることができるので、ポンプ動力が減少し、省エネルギを図ることができる。   That is, in the second embodiment, by performing the same operation as in the first embodiment, the return oil of the swing motor 30 is regenerated to the pump discharge side, and the arm cylinder 31 that is driven by the same pump as the swing motor 30 is driven, for example. Since the pump flow rate for performing the operation can be cut by the regenerative flow rate, the pump power is reduced and energy saving can be achieved.

ところが、上記実施形態1と異なり、例えば上記の油圧ショベルにおける回生操作の場合において、旋回操作レバー33を急に戻して急制動をかけた場合、旋回モータ30からの作動油のリターン圧がリリーフ圧まで上昇し、リリーフ弁32aが作動することがある。このような場合、減速時の慣性エネルギはリリーフ弁32aの圧力損失として消費されてしまうため、回生できる慣性エネルギが減少してしまうといった問題がある。   However, unlike the first embodiment, for example, in the case of the regenerative operation in the hydraulic excavator, when the turning operation lever 33 is suddenly returned and sudden braking is applied, the return pressure of the hydraulic oil from the turning motor 30 is the relief pressure. And the relief valve 32a may operate. In such a case, the inertia energy at the time of deceleration is consumed as a pressure loss of the relief valve 32a, so that there is a problem that the regenerative inertia energy is reduced.

そこで、本実施形態2では、コントローラ38は、上記実施形態1と同様の判定部81と、第1比較部82と、推定手段としての推定部83及び演算部84と、第2比較部85と、第1制御手段としての第1制御部86aと、第2制御手段としての第2制御部86bとに加え、さらに、第3比較部87と、第4比較部88と、第3制御手段としての第3制御部89とを備えており、各部81〜89は、例えば各種プログラムが図示しないCPUに読み込まれて実行されることにより、コントローラ内に構築されるようになっている。   Therefore, in the second embodiment, the controller 38 includes a determination unit 81, a first comparison unit 82, an estimation unit 83 and a calculation unit 84 as estimation means, and a second comparison unit 85 similar to those in the first embodiment. In addition to the first control unit 86a as the first control unit and the second control unit 86b as the second control unit, the third comparison unit 87, the fourth comparison unit 88, and the third control unit The third control unit 89 is configured so that each unit 81 to 89 is configured in the controller by, for example, reading and executing various programs by a CPU (not shown).

以下、本油圧制御回路の動作を説明する。図6は図4の油圧制御回路におけるリリーフ弁の特性図、図7は油圧制御回路の動作を示すフローチャート、図8はリターン圧フィードバック制御を示すブロック図である。   Hereinafter, the operation of the hydraulic control circuit will be described. 6 is a characteristic diagram of the relief valve in the hydraulic control circuit of FIG. 4, FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the hydraulic control circuit, and FIG. 8 is a block diagram showing return pressure feedback control.

図6に示すように、最大リターン流量Qrfmaxが全量リリーフ弁32a(又は32b)を通過する場合のリリーフ圧Prfmaxより低くなるよう設定された目標圧力Prfを設けている。   As shown in FIG. 6, a target pressure Prf set so that the maximum return flow rate Qrfmax is lower than the relief pressure Prfmax when passing through the full amount relief valve 32a (or 32b) is provided.

そして、図7に示すように、第3比較部87でリターン圧Prと目標圧力Prfとの比較を行う(ステップS31)。その比較結果、リターン圧Prが目標圧力Prfよりも高い場合には(ステップS31でYes)、第4比較部88により次式で示されるリターン流量Qrtと、上記パイロット圧の検出値より計算される目標リターン流量Qrとの比較を行う(ステップS32)。   Then, as shown in FIG. 7, the third comparison unit 87 compares the return pressure Pr with the target pressure Prf (step S31). As a result of the comparison, if the return pressure Pr is higher than the target pressure Prf (Yes in step S31), the fourth comparison unit 88 calculates the return flow rate Qrt expressed by the following equation and the detected value of the pilot pressure. Comparison with the target return flow rate Qr is performed (step S32).

Qrt=Cv・Arv・√(2g(Pr−Pp)/γ)+Cv・Amo・√(2gPr/γ)・・・(5)
そして、リターン流量Qrtが目標リターン流量Qrよりも大きい場合には(ステップS32でYes)、第3制御部89でリターン圧フィードバック制御を行う(ステップS33)。すなわち、図8に示すように、上記リターン圧Prと目標圧力Prfとの偏差に対して、ゲイン、流量調整弁40の開口面積の増分ΔAmo、及び、油圧回路からなる各要素を乗算して新たなリターン圧Prとする。
Qrt = Cv · Arv · √ (2 g (Pr−Pp) / γ) + Cv · Amo · √ (2 gPr / γ) (5)
If the return flow rate Qrt is larger than the target return flow rate Qr (Yes in step S32), the third control unit 89 performs return pressure feedback control (step S33). In other words, as shown in FIG. 8, the deviation between the return pressure Pr and the target pressure Prf is multiplied by the gain, the increment ΔAmo of the opening area of the flow rate adjustment valve 40, and each element formed by the hydraulic circuit. Return pressure Pr

なお、流量制御弁39の制御については、上記実施形態1と同様に流量Qp2を演算し、この流量Qp2が最小ポンプ吐出流量Qpminより大きい場合は全開、流量Qp2が最小ポンプ吐出流量Qpminより小さい場合は、開口面積は上記(2)式により求めたArvとなるように制御を行う。しかる後にステップS31に戻る。   As for the control of the flow rate control valve 39, the flow rate Qp2 is calculated in the same manner as in the first embodiment. When the flow rate Qp2 is larger than the minimum pump discharge flow rate Qpmin, it is fully opened, and the flow rate Qp2 is smaller than the minimum pump discharge flow rate Qpmin. The opening area is controlled so as to be Arv obtained by the above equation (2). Thereafter, the process returns to step S31.

また、リターン流量Qrtが目標リターン流量Qrよりも小さい場合(ステップS32でNo)、及び、急減速操作の結果、旋回モータ30の旋回速度が減速することで、リターン流量Qrtが減少し、目標リターン流量Qr以下となった場合には(ステップS32でNo)、上記リターン圧フィードバック制御を解除して(ステップS34)、ステップS31に戻る。   In addition, when the return flow rate Qrt is smaller than the target return flow rate Qr (No in step S32), and as a result of the rapid deceleration operation, the return flow rate Qrt is decreased by reducing the turning speed of the turning motor 30, and the target return When the flow rate is equal to or less than the flow rate Qr (No in step S32), the return pressure feedback control is canceled (step S34), and the process returns to step S31.

このとき、リリーフ弁32a(又は32b)のリリーフ流量とリリーフ圧との関係は図6のような関係となっているため、本リターン圧フィードバック制御により、リターン圧を、Prfを目標値として制御することにより、リリーフ弁32a(又は32b)を通過する流量がQrfmaxからQrfに減少し、リリーフ弁32a(又は32b)の圧力損失により消費される慣性エネルギが減少する。この結果、回生可能なエネルギが増大し、省エネルギ効果が得られる。   At this time, since the relationship between the relief flow rate and the relief pressure of the relief valve 32a (or 32b) is as shown in FIG. 6, the return pressure is controlled by this return pressure feedback control with Prf as the target value. As a result, the flow rate passing through the relief valve 32a (or 32b) decreases from Qrfmax to Qrf, and the inertial energy consumed by the pressure loss of the relief valve 32a (or 32b) decreases. As a result, the energy that can be regenerated increases, and an energy saving effect is obtained.

なお、上記実施形態1では、ブームシリンダ1とポンプ7を共通とするアクチュエータとしてバケットシリンダ2を例示したが、アームシリンダであってもよい。また、上記実施形態2では旋回モータ30とポンプ37を共通するアクチュエータとしてアームシリンダ31を例示したが、バケットシリンダであってもよい。   In the first embodiment, the bucket cylinder 2 is illustrated as an actuator having the boom cylinder 1 and the pump 7 in common. However, an arm cylinder may be used. In the second embodiment, the arm cylinder 31 is illustrated as an actuator that shares the swing motor 30 and the pump 37. However, a bucket cylinder may be used.

また、上記実施形態1では、回生回路23内の回生流量をブームシリンダ1の排出側の圧力検出値とポンプ吐出圧検出値とに基づいて推定しているが、回生回路23に流量計を設けて直接測定することとしてもよい。上記実施形態2についても同様である。   In the first embodiment, the regenerative flow rate in the regenerative circuit 23 is estimated based on the pressure detection value on the discharge side of the boom cylinder 1 and the pump discharge pressure detection value. However, the regenerative circuit 23 is provided with a flow meter. It may be measured directly. The same applies to the second embodiment.

さらに、上記実施形態1,2では、油圧ショベルの油圧制御回路を例示したが、その他の作業機械の油圧制御回路であってもよい。   Further, in the first and second embodiments, the hydraulic control circuit of the hydraulic excavator is illustrated, but the hydraulic control circuit of other work machines may be used.

本発明の実施形態1における油圧ショベルの油圧制御回路の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a hydraulic control circuit of a hydraulic excavator in Embodiment 1 of the present invention. 図1のコントローラの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the controller of FIG. 図1の油圧制御回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the hydraulic control circuit of FIG. 本発明の実施形態2における油圧ショベルの油圧制御回路の全体構成図である。It is a whole block diagram of the hydraulic control circuit of the hydraulic excavator in Embodiment 2 of this invention. 図4のコントローラの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the controller of FIG. 図4の油圧制御回路におけるリリーフ弁の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of a relief valve in the hydraulic control circuit of FIG. 4. 図4の油圧制御回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the hydraulic control circuit of FIG. リターン圧フィードバック制御のブロック図である。It is a block diagram of return pressure feedback control.

符号の説明Explanation of symbols

1 ブームシリンダ(アクチュエータ、ブーム下げ用油圧シリンダに相当する。)
2 バケットシリンダ
3 ブーム操作レバー
4 バケット操作レバー
5 ブームコントロールバルブ
6 バケットコントロールバルブ
7 ポンプ
8 コントローラ
9 流量調整弁
10 流量調整弁(流量可変手段に相当する。)
15 圧力センサ(第1検出手段に相当する。)
16 圧力センサ(第2検出手段に相当する。)
17 レギュレータ
23 回生回路
30 旋回モータ(アクチュエータ、旋回用油圧モータに相当する。)
31 アームシリンダ
32a,32b リリーフ弁
33 旋回操作レバー
34 アーム操作レバー
35 旋回コントロールバルブ
36 アームコントロールバルブ
37 ポンプ
38 コントローラ
39 流量調整弁
40 流量調整弁(流量可変手段に相当する。)
45 圧力センサ(第1検出手段に相当する。)
46 圧力センサ(第2検出手段に相当する。)
47 レギュレータ
53 回生回路
81 判定部
82 第1比較部
83 推定部(推定手段に相当する。)
84 演算部(推定手段に相当する。)
85 第2比較部
86a 第1制御部(第1制御手段に相当する。)
86b 第2制御部(第2制御手段に相当する。)
87 第3比較部
88 第4比較部
89 第3制御部(第3制御手段に相当する。)
1 Boom cylinder (corresponding to actuator, boom lowering hydraulic cylinder)
2 Bucket cylinder 3 Boom operation lever 4 Bucket operation lever 5 Boom control valve 6 Bucket control valve 7 Pump 8 Controller 9 Flow rate adjustment valve 10 Flow rate adjustment valve (corresponding to flow rate variable means)
15 Pressure sensor (corresponds to first detection means)
16 Pressure sensor (corresponds to second detection means)
17 Regulator 23 Regenerative circuit 30 Swing motor (corresponds to actuator and swing hydraulic motor)
31 Arm cylinders 32a, 32b Relief valve 33 Swing operation lever 34 Arm operation lever 35 Swing control valve 36 Arm control valve 37 Pump 38 Controller 39 Flow rate adjusting valve 40 Flow rate adjusting valve (corresponding to flow rate varying means)
45 Pressure sensor (corresponds to first detection means)
46 Pressure sensor (corresponds to second detection means)
47 regulator 53 regenerative circuit 81 determination unit 82 first comparison unit 83 estimation unit (corresponding to estimation means)
84 arithmetic unit (corresponds to estimation means)
85 Second comparison unit 86a First control unit (corresponding to first control means)
86b Second control unit (corresponding to second control means)
87 3rd comparison part 88 4th comparison part 89 3rd control part (equivalent to a 3rd control means)

Claims (5)

可変容量式ポンプと、このポンプから供給される作動油により作動する複数のアクチュエータと、上記アクチュエータの排出側の流量を変化させる流量可変手段と、コントローラとを備えた作業機械の油圧制御回路において、
上記アクチュエータの排出側と上記流量可変手段との間の油路から分岐してポンプ吐出側に連通する回生回路を設け、
上記コントローラは、上記アクチュエータの排出側の圧力がポンプ吐出圧よりも高い場合に、この排出側の作動油を上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻して回生を行うように上記流量可変手段を制御する第1制御手段と、この回生を行う場合に、回生を行わないときに上記複数のアクチュエータへの供給流量の和として設定される目標ポンプ吐出流量から上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を減じるように上記ポンプを制御する第2制御手段とを備えたことを特徴とする作業機械の油圧制御回路。
In a hydraulic control circuit for a work machine, comprising: a variable displacement pump; a plurality of actuators that are operated by hydraulic oil supplied from the pump; a flow rate variable unit that changes a flow rate on the discharge side of the actuator; and a controller.
A regenerative circuit is provided which branches from the oil passage between the discharge side of the actuator and the flow rate variable means and communicates with the pump discharge side;
The controller controls the flow rate varying means so that when the pressure on the discharge side of the actuator is higher than the pump discharge pressure, the discharge side hydraulic oil is returned to the pump discharge side through the regeneration circuit to perform regeneration. The hydraulic oil returned to the pump discharge side through the regeneration circuit from the target pump discharge flow rate set as the sum of the supply flow rates to the plurality of actuators when the regeneration is not performed when performing the regeneration. And a second control means for controlling the pump so as to reduce the flow rate.
上記コントローラは、上記目標ポンプ吐出流量から上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を減じた流量が、最小ポンプ吐出流量以下の場合に、上記第1制御手段により、上記アクチュエータの排出側の作動油を、上記目標ポンプ吐出流量から最小ポンプ吐出流量を減じた流量だけ上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻すように上記流量可変手段を制御し、上記第2制御手段により、最小ポンプ吐出流量となるように上記ポンプを制御することを特徴とする請求項1記載の作業機械の油圧制御回路。   When the flow rate obtained by subtracting the flow rate of the hydraulic fluid returned to the pump discharge side through the regeneration circuit from the target pump discharge flow rate is equal to or less than the minimum pump discharge flow rate, the controller discharges the actuator by the first control means. The flow rate variable means is controlled to return the hydraulic fluid on the side to the pump discharge side through the regeneration circuit by a flow rate obtained by subtracting the minimum pump discharge flow rate from the target pump discharge flow rate, and the second control means controls the minimum pump discharge rate. 2. The hydraulic control circuit for a work machine according to claim 1, wherein the pump is controlled so as to have a flow rate. 上記アクチュエータの排出側の圧力を検出する第1検出手段と、上記ポンプ吐出圧を検出する第2検出手段とを備え、上記コントローラは、両検出値に基づいて上記回生回路を通してポンプ吐出側に戻される作動油の流量を推定する推定手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の作業機械の油圧制御回路。   First detection means for detecting the pressure on the discharge side of the actuator, and second detection means for detecting the pump discharge pressure, the controller returns to the pump discharge side through the regeneration circuit based on both detection values. The hydraulic control circuit for a work machine according to claim 1, further comprising an estimation unit configured to estimate a flow rate of the hydraulic oil to be generated. 作業機械は、上記アクチュエータとしてブーム下げ用油圧シリンダを備えた建設機械であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業機械の油圧制御回路。   The work machine hydraulic control circuit according to claim 1, wherein the work machine is a construction machine including a boom lowering hydraulic cylinder as the actuator. 作業機械は、上記アクチュエータとして旋回用油圧モータを備えた建設機械であって、この旋回用油圧モータの出入口ポートにそれぞれリリーフ弁を備えるとともに、最大リターン流量が上記リリーフ弁に流れた場合のリリーフ圧より低い設定圧力を設け、上記コントローラは、上記設定圧力よりもリターン側圧力が高くなった場合に、この設定圧力とリリーフ圧との偏差に対して上記流量可変手段をフィードバック制御する第3制御手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業機械の油圧制御回路。   The work machine is a construction machine having a turning hydraulic motor as the actuator, and has a relief valve at each of the inlet and outlet ports of the turning hydraulic motor, and a relief pressure when a maximum return flow rate flows to the relief valve. The controller is provided with a lower set pressure, and when the return side pressure becomes higher than the set pressure, the controller feeds back the variable flow means with respect to the deviation between the set pressure and the relief pressure. The hydraulic control circuit for a work machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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